Hybridizace orbitalů

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Hybridizace orbitalů je proces energetického sjednocení původně nerovnocenných atomových orbitalů. Hybridizují se ty orbitaly atomu, které poskytují své elektrony k vytvoření kovalentní σ-vazeb. Dojde k energetickému sjednocení orbitalů, přičemž se zachovává energetické těžiště, tzn. celková energetická hladina orbitalů po hybridizaci je rovna té před hybridizací. Přednostně vstupují do hybridizace ty orbitaly, které jsou na nižší energetické hladině. Například atom C, který má po jednom elektronu v orbitalech 2s a 2p, platí, že se při vzniku tří σ-vazeb na tomto atomu budou hybridizovat dva z celkových tří p-orbitalů s jedním s-orbitalem. Dle způsobu hybridizace lze předpovědět i geometrii vzniklé molekuly.

Vliv hybridizace na geometrii[editovat | editovat zdroj]

sp2
sp3


Druh hybridizace Geometrie molekuly
sp lineární
sp2 rovnostranný trojúhelník
sp3 tetraedr
d2sp3 oktaedr
dsp2 čtverec
dsp3 trigonální bipyramida nebo čtvercová pyramida

Výsledkem hybridizace dsp3 je trigonální bipyramida, popřípadě čtvercová pyramida, jednotlivé polohy atomů v takovýchto molekulách nejsou ekvivalentní, délky vazeb se liší.

Postup hybridizace[editovat | editovat zdroj]

Methan - sp3
Výchozí stav atomu C C\quad
  \frac{\uparrow\downarrow}{1s}\;
  \frac{\uparrow\downarrow}{2s}\;
  \frac{\uparrow\,}{2p_x}\;
  \frac{\uparrow\,}{2p_y}\;
  \frac{\,\,}{2p_z}
Ve výchozím stavu má atom C pouze 2 nepárové elektrony.
Excitovaný stav 
C^{*}\quad
\frac{\uparrow\downarrow}{1s}\;
\frac{\uparrow\,}{2s}\;
\frac{\uparrow\,}{2p_x}
\frac{\uparrow\,}{2p_y}
\frac{\uparrow\,}{2p_z}
Pohlcením energie přejde elektron z orbitalu 2s do energeticky vyššího orbitalu 2p.
Hybridizace 
C^{*}\quad
\frac{\uparrow\downarrow}{1s}\;
\frac{\uparrow\,}{sp^3}\;
\frac{\uparrow\,}{sp^3}
\frac{\uparrow\,}{sp^3}
\frac{\uparrow\,}{sp^3}
Energie orbitalů 2s a 2p je blízká a dovoluje sjednocení - hybridizaci.
3D model Ch4-hybridisation.png Hybridizací se změní tvar orbitalů. Dále dochází k překryvu orbitalů 1s (H) a 2sp3 (C) za vzniku vazby σ